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關注創建者:博集華仿 創建時間:2019-07-17
不平衡響應的視頻教程
基于workbench的jeffcott轉子動力學分析
針對初學者快速學習轉子動力學仿真分析,包括模態分析、臨界轉速分析和不平衡響應分析。軟件采用的是Ansysworkbench2023R1版本,提供學習用的源文件。
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不平衡響應的實例教程
不平衡響應分析在轉子動力學特性分析中非常重要,它提供給我們兩個信息,一個是峰值轉速的大小,也稱作臨界轉速,另一個信息是過臨界時轉子-軸承系統響應。
對于基于一維梁單元的轉子-軸承系統不平衡響應,在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實現的。當選擇打開科氏效應(coriolic effect)時,在分析設置中一般選用solution method:full進行計算分析。
對于基于二維軸對稱諧波單元的轉子-軸承系統不平衡響應來說,同樣使用的是Harmonic Response模塊進行的。不同的是需要在Model下插入symmetry,如同在計算臨界轉速時的設置一樣,見圖1和圖2.
圖1 諧響應分析中插入symmetry
圖2 設置general axisymmetry參數
和基于一維梁單元的轉子-軸承不平衡響應中一樣,不平衡量是通過插入rotating force來實現的,見圖3.
圖3 不平衡量施加
完成以上設置后就可進行不平衡響應計算,后續可查看頻率響應曲線,見圖4.
圖4 頻率響應曲線
展開 軸系不平衡響應分析
由于制造安裝轉軸的質量偏心總是存在的,所以設計階段軸系不平衡響應計算也是非常重要的,通過預估不平衡響應,調整轉子結構參數以保證機組運行時振動達到規定標準。
3.1 轉子-軸承系統不平衡響應計算模型
轉子-軸承系統動力學方程為:
式中,ω—旋轉頻率; M1,K1,G1—整體質量矩陣、剛度矩陣和回轉矩陣; cij,kij( i,j = 1,2) —整體油膜等效阻尼和剛度矩陣; U1,2—系統位移向量,即
文中其余繁復的公式就不寫了。我們主要看貼近工程應用的部分。
3.2 不平衡量計算
加不平衡質量時,根據國際標準《旋轉剛體的平衡質量》,取平衡等級G3.2。
e × ω = 3.2
式中,e—旋轉部件的偏心距; ω—旋轉部件的角速度。在主機本體和勵磁機鐵心位置加載相應的不平衡量,計算了三個軸承位置的最大振動響應,計算結果見表4。
4.
展開 本文是示例常見錯誤,正確示例為:轉子動力學-06三圓盤轉子的不平衡響應
01 模型和網格見附件
02 定義約束,定義為軸承支承,約束繞軸旋轉自由度
03 施加不平衡激勵
04 查看位移頻響
注意這是沒考慮轉速影響的不平衡響應分析,是錯誤的。結合作者上一個示例,讀者可以看出其中的區別
如需更多細節,請聯系郵箱 leslie_wj@163.com,或者微信leslie_wj
solidb.zip
求該轉子渦動頻率、振型、臨界轉速及不平衡響應。
01 模型和網格見附件
02 定義約束,定義為軸承支承,約束繞軸旋轉自由度
03 施加不平衡激勵
04 查看位移頻響
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11月28日 | Ansys旋轉機械結構研討會
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圖2 不同轉速下的相位分布
圖3展示了具有2盎司-英寸不平衡量的Jeffcott轉子的不平衡響應及運動相位(以X探頭監測數據為例)。假設不平衡量與鍵相探頭對齊,此時可觀察到Jeffcott轉子典型的180°相位偏移現象,所繪制的運動曲線對應轉子跨中部位。
下左圖是完成“拉回”步驟之后的結構響應,下右圖是在這種前提下計算的結構的不平衡響應。結果中可以看出,雖然彎曲和偏移引起結構自身的響應很小,但是由于這些彎曲和偏移所導致的轉子結構不平衡響應則相對大了很多。
03
支撐軸承和阻尼器特性的準確描述
支持軸承各個方向的剛度特性以及擠壓油膜阻尼器的阻尼特性對轉子結構的動力學響應和穩定性影響顯著。
大綱
本案例為生產消費性家庭用之易撥罐,如圖一所示,主要功能為盛裝食物或原料的食品儲存用容器,由于產品為狹長型罐身,決定了公模仁的結構與剛性,在射出過程中模壁易形成模內壓,以及因流動不平衡導致公模仁翹曲,進而產生產品肉厚偏移及嚴重的包封和結合線問題。在本研究中,飛綠股份有限公司使用 Moldex3D,優化模具設計與射出成型制程,改善狹長形罐身問題所造成的成型缺陷,提升產能與質量的穩定度
葉片包容過程包含斷葉撞擊機匣、轉子突加不平衡響應、安裝結構沖擊損傷、整機結構振動等的耦合作用,需綜合多學科計算方法加以研究。
6)智能包容機匣(smart containment case)。在復合材料內嵌入多功能智能纖維實時診斷機匣損傷情況,并據此調整發動機的工作狀態,以避免危險事故的發生。
文章來源:兩機動力先行
■健行科技大學 / 黃世欣 教授
發泡材充填不平衡現象探討
作者最近的計劃(也是國科會計劃)在探討一模8穴充填不平衡的問題,想藉由發泡來看看充填不平衡是否有減緩的現象,約在10年前請專題生用模流分析來探討一模多穴充填不平衡問題,學生告訴我,流道直徑愈小,不平衡問題愈嚴重。所以去做了一個一模8穴的拉伸試片模具,流道直徑有3和6mm二種,試了聚丙烯和加纖的聚丙烯
不平衡響應分析在轉子動力學特性分析中非常重要,它提供給我們兩個信息,一個是峰值轉速的大小,也稱作臨界轉速,另一個信息是過臨界時轉子-軸承系統響應。
對于基于一維梁單元的轉子-軸承系統不平衡響應,在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實現的。
除了一些轉子動力學專業軟件(比如SAMCEF ROTOR,DYROBES,MADYN2000等)以外,大型綜合軟件比如MSC NASTRAN、ANSYS也可以用于轉子動力學特性計算,常見的臨界轉速、不平衡響應、扭振頻率以及穩態和瞬態特性計算均可計算。
ANSYS經典版本可滿足臨界轉速、不平衡響應、扭振頻率以及穩態和瞬態特性計算。
(八):軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用
轉子動力學系列(七):帶支承結構的復雜轉子分析
轉子動力學系列(六):考慮預應力的轉子動力學分析
轉子動力學系列(五):隨轉速變剛度和變阻尼的模擬
轉子動力學系列(四):不同軸承單元對比(COMBIN14和COMBI214)
轉子動力學系列(三):不同建模單元對比(BEAM188與SOLID186)
轉子動力學系列(二):不平衡響應分析
在下圖所示的二維軸對稱模型上進行模態、坎貝爾圖和不平衡響應分析。在每次分析中都觀察到陀螺力矩對旋轉結構動力學的影響。
為了驗證二維軸對稱模型獲得的結果的準確性,對相應的三維實體模型進行了相同的分析。然后將結果用作二維軸對稱模型結果的基準。